Эукариоты

К этому типу клеток относятся клетки простейших организмов и клетки многоклеточных организмов (растительные и животные).

Высокая упорядоченность эукариотических клеток достигается за счет компартментализации их объема, т.е. подразделения на “ячейки”, отличающиеся деталями химического (ферментативного) состава. Благодаря этому в клетках наблюдается разделение функций между разными структурами, и кроме того, различные органеллы закономерно взаимодействуют между собой. Важная роль при компартментализации принадлежит биологическим мембранам, выполняющим ряд важнейших функций.

Основными компонентами эукариотических клеток являются мембрана, цитоплазма, ядро.

Мембрана

Толщина наружной цитоплазматической мембраны составляет около 75 А^о (1 А^о = 1/ 10 нм = 1/ 10.000.000 мм). Согласно традиционной модели Даниэли -Даусона-Робертсона (1965), в состав мембраны входят три слоя, толщина каждого из которых приблизительно равна 25А^о. На- ружный и внутренний слои состоят из молекул белков, расположенных в один ряд. В состав среднего слоя входят молекулы липидов, расположенных в два ряда. Трехслойная цитоплазматическая мембрана была названа элементарной из-за ее универсальной структуры, присущей клеткам всех организмов.

В последнее время имеются данные, указывающие на то, что, несмотря на общее сходство в строении мембранных структур, между ними имеются существенные различия. В связи с этим в универсальную модель были введены некоторые усложнения, а кроме того предложены новые модели строения мембран.

Согласно новым моделям, срединная область мембраны не является непрерывным липидным слоем, а состоит из субъединиц - глобулярных белков, или липопротеинов. Сейчас наиболее популярной считается жидкостно-мозаичная модель мембраны, предложенная Зингером и Николсоном. Эти ученые считают, что мембрана состоит из двойного слоя фосфолипидов и глобулярных белков, которые не являются фиксированной структурой, они более подвижны и свободно перемещаются в мембране. Выделяют периферические и погруженные белки, а также особую группу белков, которые пронизывают мембрану насквозь. Основная часть из них является ферментами. Они способствуют переходу различных соединений с одной стороны мембраны на другую.

Большое внимание уделяется гидрофобным взаимодействиям между белками и липидами. Помимо глобулярной структуры были обнаружены и пристеночные, более гидрофильные слои. Они наблюдаются и с внешней и с внутренней стороны цитоплазматической мембраны и достигают значительной толщины (до 0,1 мкм). Пристеночные слои богаты ферментами и мукополисахаридами. Они вместе с основной тонкой мембраной составляют единый структурно-функциональный комплекс. Следует отметить, что белково-липидный состав клеточных мембран различен, и кроме того мембраны содержат углеводы, неорганические ионы и воду.

Наружные мембраны эукариотических клеток могут быть окружены оболочкой, состоящей: у животных клеток обычно из гликокаликса (комплексы полисахаридов, белков, жиров), а у растительных клеток из целлюлозы (эта оболочка толще и прочнее, чем у животных клеток).

Основные функции мембраны:

1) обеспечивает мембранный транспорт веществ за счет избирательной проницаемости (за счет градиента концентрации, например, К-Nа насос; диффузии; эндоцитоза, объединяющего фагоцитоз и пиноцитоз; экструзии или экзоцитоза, т.е. выведения веществ в межклеточное пространство или во внешнюю среду).

2) рецепторная функция (за счет специальных структур - рецепторов, связанных с узнаванием объекта). Эта функция строго специфична.

3) участие в межклеточных контактах за счет специальных структур, впячиваний, медиаторов (посредников) и т.д.

4) барьерная (отграничивающая) функция.

Цитоплазма

Цитоплазма представлена в клетке основным веществом (матрикс, гиалоплазма), в котором распределены органеллы и включения.

А. Матрикс заполняет пространство между наружной мембраной клетки, ядерной оболочкой, органеллами и другими структурами. Он представляет собой как бы внутреннюю среду клетки. Основное вещество цитоплазмы гомогенно или мелкозернисто и содержит много ферментов. Оно выполняет следующие функции: транспортную; связывает между собой компоненты клетки; в нем сконцентрированы предшественники и промежуточные продукты многих биохимических циклов; в нем происходит гликолиз; с основным веществом связаны сократимость, вязкость и коллоидные свойства; оно является местом внутриклеточного обмена.

Б. Органеллы - это постоянные структуры цитоплазмы, выполняющие в клетке определенные функции. Выделяют органеллы общего и специального значения.